LU504087B1 - Method for a combined integrated charcoal pyrolysis metallurgical plant process - Google Patents

Method for a combined integrated charcoal pyrolysis metallurgical plant process Download PDF

Info

Publication number
LU504087B1
LU504087B1 LU504087A LU504087A LU504087B1 LU 504087 B1 LU504087 B1 LU 504087B1 LU 504087 A LU504087 A LU 504087A LU 504087 A LU504087 A LU 504087A LU 504087 B1 LU504087 B1 LU 504087B1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
pyrolysis
gas
pyrolysis gas
charcoal
enhanced
Prior art date
Application number
LU504087A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Peter Kinzel
Jihong Ji
Original Assignee
Wurth Paul Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wurth Paul Sa filed Critical Wurth Paul Sa
Priority to LU504087A priority Critical patent/LU504087B1/en
Priority to TW113115433A priority patent/TW202506974A/zh
Priority to EP24722242.5A priority patent/EP4702105A1/fr
Priority to PCT/EP2024/061507 priority patent/WO2024223804A1/fr
Priority to CN202480028303.6A priority patent/CN121039253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of LU504087B1 publication Critical patent/LU504087B1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air
    • C01B3/34—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen; using mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C10K3/003—Reducing the tar content
    • C10K3/005—Reducing the tar content by partial oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
    • C21B5/003—Injection of pulverulent coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02—Dust removal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Claims (19)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fonctionnement d’une installation métallurgique de pyrolyse de charbon dégazé combinée intégrée, comprenant un réacteur de pyrolyse et une installation métallurgique, comprenant : - l’alimentation du réacteur de pyrolyse avec une charge d’alimentation sèche riche en carbone brut ; - la pyrolyse de ladite charge d’alimentation sèche riche en carbone brut pour produire du charbon dégazé et du gaz de pyrolyse ; - le fonctionnement de l'installation métallurgique, au moins une partie du charbon dégazé étant introduite comme carburant et/ou agent réducteur et/ou agent de carburation et/ou agent de moussage de scories dans l'installation métallurgique ; et - le traitement d’au moins une partie du gaz de pyrolyse sous la forme d’un premier flux dans un reformeur en présence de composants porteurs d'oxygène, préférablement de l'air, O2, CO2 et/ou H20, pour former un gaz de pyrolyse enrichi riche en Ha et CO ; et le gaz de pyrolyse enrichi étant transporté à travers l'installation métallurgique de pyrolyse de charbon dégazé combinée intégrée pour être valorisé, en particulier pour être utilisé de manière supplémentaire comme gaz carburant, comme gaz réducteur et/ou comme gaz de carburation.
2. Procédé selon la revendication 1, le gaz de pyrolyse enrichi quittant le reformeur ayant un rapport molaire (Hz + CO)/(H20 + CO») de 1 à 4.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, le reformeur fonctionnant à une température de 700 à 1 500°C, préférablement de 900 à 1 400°C et/ou sur un temps de résidence de 2 à 5 secondes.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le gaz de pyrolyse enrichi quittant le reformeur ayant une valeur calorifique inférieure de 6314 MJ/kg, préférablement de 9 à 14 MJ/Kkg.
© LU504087
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le gaz de pyrolyse enrichi étant refroidi dans un ou plusieurs échangeurs thermiques et/ou dans un ou plusieurs étages de nettoyage par voie humide et/ou dans un ou plusieurs étages de refroidissement/extinction par pulvérisation pour produire un gaz de pyrolyse enrichi froid, à une température inférieure à 100°C, ledit gaz de pyrolyse enrichi froid ayant un rapport molaire (Hz + CO)/(H20 + CO») de 2 à 10, préférablement de 4 à 7 et/ou une valeur calorifique inférieure de 10 à 20 MJ/kg.
6. Procédé selon la revendication 5, le gaz de pyrolyse enrichi froid étant comprimé avant le transport.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le gaz de pyrolyse enrichi étant mélangé avec du gaz naturel jusqu’à une valeur calorifique inférieure de 32 MJ/kg.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, n'importe quelle partie non traitée du gaz de pyrolyse étant envoyée sous la forme d’un second flux vers un four à utiliser comme gaz carburant pour générer de la chaleur pour le réacteur de pyrolyse et/ou une unité de séchage.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, le séchage de la charge d’alimentation riche en carbone brut étant effectué à des températures de 45 à 400°C, préférablement de 50 à 150°C.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le gaz de pyrolyse étant traité dans un séparateur mécanique pour séparer les poussières, les fines et d’autres résidus générés durant la pyrolyse du gaz de pyrolyse, lesdites poussières, fines et autres résidus étant préférablement ajoutés au charbon dégazé.
° LU504087
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le réacteur de pyrolyse fonctionnant à des températures de 250 à 800°C, préférablement de 300 à 350°C, de 400 à 500°C, de 450 à 600°C, ou de 550 à 700°C.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le charbon dégazé ayant une teneur en carbone fixe de 50 à 95% en pds, préférablement de 50 à 70 % en pds, de 70 à 80 % en pds, ou de 75 à 95 % en pds, du poids total du charbon dégazé.
13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier flux de gaz de pyrolyse comprenant des gaz non condensables, tels que Hz, CO, CO», CH4 et C2H4, comprenant de la vapeur et comprenant des gaz organiques condensables tels que des goudrons, des alcools, des acides et d'autres composés organiques.
14. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier flux de gaz de pyrolyse étant traité dans un reformeur alimenté avec des composants porteurs d’oxygène en une concentration sous-stœchiométrique d'O2 comparée à la concentration des hydrocarbures, dans un reformage non catalytique ou une réaction d’oxydation partielle.
15. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le flux de composants porteurs d’oxygène vers le reformeur étant produit à des températures supérieures à 1 500°C, préférablement supérieures à 2 500°C et plus préférablement supérieures à 3 000°C par combustion d’un carburant, le carburant étant choisi parmi ceux tels que le gaz naturel, le biogaz, le naphte, le charbon et les huiles combustibles lourdes, et/ou les sous-produits métallurgiques, tels que les poussiers de coke, les goudrons ou un gaz de four de coke, pour produire un flux chaud de gaz composants porteurs d’oxygène pour la réaction de reformage, préférablement sous la forme d’Oz et/ou de CO» et/ou H20.
© LU504087
16. Procede selon l’une quelconque des revendications précédentes, la chaleur récupérée durant l’étape de refroidissement étant utilisée pour sécher la charge d’alimentation riche en carbone brut dans l’unité de séchage et/ou dans l'unité de récupération de chaleur à utiliser comme source de chauffage dans l'installation métallurgique.
17. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le four métallurgique étant un four à arc électrique (EAF), et/ou un haut-fourneau ayant une injection de charbon pulvérisé (BF PCI), et/ou un four à arc submergé (SAF), et/ou un four à bain ouvert (OBF), et/ou une installation de frittage, et/ou une installation de coke, et/ou une installation de granulés, et/ou une installation de chaux.
18. Procédé selon lune quelconque des revendications précédentes, la charge d’alimentation riche en carbone brut comprenant des déchets biogènes et/ou non biogènes, tels que des résidus industriels et de l’agriculture, des résidus de bois et de la foresterie, des algues, des déchets organiques, des déchets de matière plastique et/ou des déchets municipaux.
19. Installation métallurgique de pyrolyse de charbon dégazé combinée intégrée, adaptée pour exécuter le procédé selon les revendications 1 à 18, ladite installation de pyrolyse de charbon dégazé combinée intégrée comprenant une unité de pyrolyse, une unité de reformage, des unités de séchage, des étages de nettoyage et un four métallurgique.
LU504087A 2023-04-27 2023-04-27 Method for a combined integrated charcoal pyrolysis metallurgical plant process LU504087B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU504087A LU504087B1 (en) 2023-04-27 2023-04-27 Method for a combined integrated charcoal pyrolysis metallurgical plant process
TW113115433A TW202506974A (zh) 2023-04-27 2024-04-25 用於組合式集成木炭熱解冶金設備製程之方法
EP24722242.5A EP4702105A1 (fr) 2023-04-27 2024-04-26 Procédé pour un processus d'usine métallurgique de pyrolyse de charbon de bois intégrée combinée
PCT/EP2024/061507 WO2024223804A1 (fr) 2023-04-27 2024-04-26 Procédé pour un processus d'usine métallurgique de pyrolyse de charbon de bois intégrée combinée
CN202480028303.6A CN121039253A (zh) 2023-04-27 2024-04-26 用于组合式集成木炭热解冶金设备工艺的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU504087A LU504087B1 (en) 2023-04-27 2023-04-27 Method for a combined integrated charcoal pyrolysis metallurgical plant process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
LU504087B1 true LU504087B1 (en) 2024-11-05

Family

ID=86604231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LU504087A LU504087B1 (en) 2023-04-27 2023-04-27 Method for a combined integrated charcoal pyrolysis metallurgical plant process

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4702105A1 (fr)
CN (1) CN121039253A (fr)
LU (1) LU504087B1 (fr)
TW (1) TW202506974A (fr)
WO (1) WO2024223804A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014105409A1 (de) * 2014-04-16 2015-10-22 Friedrich Hirschmann Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus organischen Stoffen und Stoffgemischen
US20220098701A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 Carbon Technology Holdings, LLC Bio-reduction of metal ores integrated with biomass pyrolysis
CN116064985A (zh) * 2023-02-06 2023-05-05 山东大学 一种有机固废热解重整耦合铁矿粉还原的方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014105409A1 (de) * 2014-04-16 2015-10-22 Friedrich Hirschmann Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus organischen Stoffen und Stoffgemischen
US20220098701A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 Carbon Technology Holdings, LLC Bio-reduction of metal ores integrated with biomass pyrolysis
CN116064985A (zh) * 2023-02-06 2023-05-05 山东大学 一种有机固废热解重整耦合铁矿粉还原的方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAHMOOD ASAD S.N. ET AL: "The intermediate pyrolysis and catalytic steam reforming of Brewers spent grain", JOURNAL OF ANALYTICAL AND APPLIED PYROLYSIS, vol. 103, 1 September 2013 (2013-09-01), NL, pages 328 - 342, XP093098790, ISSN: 0165-2370, Retrieved from the Internet <URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165237012001738/pdfft?md5=a836fece93e986af123dbfcac4925202&pid=1-s2.0-S0165237012001738-main.pdf> DOI: 10.1016/j.jaap.2012.09.009 *
TANZER SAMANTHA ELEANOR ET AL: "Can bioenergy with carbon capture and storage result in carbon negative steel?", INTERNATIONAL JOURNAL OF GREENHOUSE GAS CONTROL, vol. 100, 1 September 2020 (2020-09-01), AMSTERDAM, NL, XP055968181, ISSN: 1750-5836, DOI: 10.1016/j.ijggc.2020.103104 *

Also Published As

Publication number Publication date
TW202506974A (zh) 2025-02-16
CN121039253A (zh) 2025-11-28
WO2024223804A1 (fr) 2024-10-31
EP4702105A1 (fr) 2026-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9359200B2 (en) Method for the parallel production of hydrogen and carbon-containing products
JP3499529B2 (ja) 幅の狭い頂部を有する溶鉱炉および使用法
US20060027043A1 (en) Method and apparatus for producing clean reducing gases from coke oven gas
KR101923842B1 (ko) 화학적 순환식 개념과 통합된 중질 액체 연료 코킹
EA017978B1 (ru) Способ получения железа прямого восстановления
MX2014007540A (es) Metodo y aparato para la produccion de hierro de reduccion directa (hrd) utilizando gas de coqueria.
CN104428401A (zh) 具有双重淬火的两阶段气化
JP2015507082A (ja) 銑鉄または基礎生産物をカーボサーマル方式または電熱式に製造する方法
KR101397378B1 (ko) 2단계 열분해 가스화 장치 및 2단계 열분해 가스화 방법
US12180074B2 (en) Systems and methods for producing syngas from bio-oil
LU504087B1 (en) Method for a combined integrated charcoal pyrolysis metallurgical plant process
US12398034B2 (en) Systems and methods for producing syngas from bio-oil
JP5860469B2 (ja) 間接的加熱ガス化中にコークスを生産する方法および設備
KR20250110856A (ko) 탈탄소화를 위한 제철 공정에서 수소와 바이오매스의 동시 주입
JP4731988B2 (ja) 炭素質資源のガス化方法及びその装置
Sergeev et al. Gasification and plasma gasification as type of the thermal waste utilization
LU102057B1 (en) Method for operating a blast furnace installation
JP2002371307A (ja) 有機系又は炭化水素系廃棄物のリサイクル方法及びリサイクルに適した高炉設備
EA028730B1 (ru) Способ и устройство для секвестрации диоксида углерода из отработавшего газа
CN121729511A (zh) 预处理进料的方法
JP2005283074A (ja) ガス化溶融炉ガスの利用方法
HK1186747A (en) Method and equipment for producing coke during indirectly heated gasification
JP2005283073A (ja) ガス化溶融炉ガスの利用方法
Cyprès Department of Industrial Chemistry and Carbochemistry Université Libre de Bruxelles, 50, avenue Roosevelt, 1050 Brussels, Belgium
UA30535U (uk) Спосіб переробки твердих побутових і промислових відходів